曲线4是阶梯式注入，合金液 先从底部进入，液流平稳可避免 飞溅，当液面上升到一定高度后 再从上一层内浇口进入热合金液 ，这样就在铸型不同高度上逐层 引进热的合金液。它既可防止合 金液的飞溅和氧化，又能获得自 下而上顺序凝固的温度分布，但 是它的缺点是切割麻烦，金属消 耗量大。
(4)采用回转铸型法的浇注工艺。在某些情况下(如铸件形状复杂， 合金液易氧化等)必须采用底注式，但底注式又无法造成冒口补缩 所需的凝固顺序。
宽结晶温度范围的合金倾向于糊状凝固，结晶始点波 较快到达铸件断面中心，结晶骨架迅速布满整个断面， 使冒口的补缩通道受到阻碍，顺序凝固的原则就较难实 现。
顺序凝固原则容易使铸件不同部位存在较大的温差,使 铸件出现裂纹、残留应力和变形等缺陷倾向增大。

2）同时凝固(contemporaneous solidification)的原则
合理地确定浇注系统和浇注工艺，不仅影响铸型内的温度场 分布和冒口的补缩效果，而且对防止其他各种缺陷(如气孔、夹 砂、冷隔、氧化夹渣、应力裂纹等)均有很大影响。因此，究竟 采用怎样的浇注系统和浇注工艺，必须根据铸件的结构特点， 合金的凝固特性以及铸件的技术要求综合地考虑，并且在生产 实践中不断地总结和改进，才能不断提高产品质量。
对某一具体铸件而言，到底应该采取顺序凝固原则 还是同时凝固原则,还应当根据该铸件的合金特点，具 体铸件结构及其技术要求，以及可能出现的其它缺陷 (如残留应力、变形、裂纹)等综合考虑，找出矛盾的 主要方面，才能最后合理地加以确定。
5.2确定合理浇注系统及浇注工艺
要获得良好的补缩条件，得到健全的铸件，首先必须合 理地确定浇注系统，主要包括如何选择浇口在铸件上的引 入位置，确定浇口和冒口的相对位置，确定浇注系统的类 型等，这些对铸件凝固时的温度场分布有着显著的影响。 (1)浇口从铸件厚实处引入以加强铸件的顺序凝固。
(3)选择合理浇注系统类型：顶注式、底注式和中间注式。
如是铸型不同注入位置和铸件纵向温度分布的关系。 曲线1是顶注式，愈接近冒口合金液温度愈高，使铸件自下而上顺序凝固， 有利于冒口的补缩。 曲线2是底注式快浇，铸型底部温度高，愈靠近冒口温度愈低，形成反顺序 凝固，不利于冒口的补缩，因此在铸件底部容易产生缩孔或缩松。 曲线3是底注式慢浇，合金液流经铸型底部的时间更长，铸型底部吸收的热 量更多，上下的反向温差更大，因而更不利于冒口的补缩。
采取各种措施，使铸件各部分之间的温差尽量减小，以达到 各部分几乎同时凝固完毕。
铸件如按同时凝固原则 凝固，则各部分温差较小 ，不易产生热裂，冷却后 残留应力和变形也较小， 而且不必设置冒口，可以 简化工艺，节约金属。但 是这种凝固原则往往使铸 件中心出现分散的缩松， 影响铸件的致密性。
同时凝固的原则主要适用于靠石墨化膨胀实现自 身补缩的、碳硅含量较高的灰铸铁和球墨铸铁。对 结晶温度范围宽，倾向于糊状凝固，不易实现冒口 补缩，而对气密性要求又不高的锡青铜铸件、壁厚 均匀的薄壁铸件(其冷却速度快，冒口补缩效果差)， 也常常采用同时凝固原则。
的合金液就愈冷，而浇口附近砂型被长时间加热将使温度升高， 结果浇口附近的合金液冷却就慢，从而扩大了铸件各部分的温 差。顶注时慢浇有利于顺序凝固;而底注时慢浇将扩大指向冒口 的反向温差，造成不利于冒口补缩的顺序凝固。
浇注温度愈高，造成铸件个部分的温差越大，因此顶注时宜 采用高温慢浇，底注时宜采用低温快浇。
如图是铸钢齿轮毛坯，通常轮 毂要比轮辐和轮缘厚。为了提高 从轮毂上明冒口到轮毂和轮辐之 间的温度梯度，加强它的顺序凝 固以提高中心冒口的补缩效果， 往往采用从轮毂上明冒口直接注 入的方案。
(2)浇口应该尽可能靠近冒口或使金属液经过冒口而进入铸件， 以加强它的顺序凝因倾向。
如图是可锻铸铁汽车 后桥铸件，因白口铁的 体收缩比较大，要求能 很好地补缩，为此将浇 口引入的铁水先通过冒 口然后再进人铸件，这 样冒口周围的型砂就会 被剧烈加热，因而延缓 了冒口冷却速度。在远 离冒口的两端再适当配 置冷铁，就能显著提高 冒口的补缩能力。
液态成形工艺原理及控制
Chapter 5 Feeding of Casting 铸件的补缩
5 Feeding of Casting 铸件的补缩
5.1 凝固原则
根据合金凝固特点和铸件结构，制定合理的铸造工 艺，有效地控制凝固过程，以便建立良好的补缩条件， 尽可能使缩松转化为集中缩孔，并使它移向铸件最后 凝固的地方。这样就可以在铸件最后凝固的地方设置 必要的冒口，使缩孔最后移入冒口内，从而获得致密 的铸件。
为了解决这种矛盾，生产 上通常采用回转铸型法。即 浇注时采用底注式，以保证 合金液平稳地充满型腔，浇 满后再将铸型回转一定角度， 使回转后的铸型既保持它指 向冒口的顺序凝固，又使冒 口完全处于重力作用下补缩 的有利位置，从而大大提高 冒口的补缩效果。
(5)合理选择浇注温度和浇注速度。 浇注速度愈慢，则合金液流经铸型的时间愈长，远离浇口处
可以通过浇注系统、冒口和冷铁的安放位置，来控 制铸件的凝固过程，达到最佳的补缩效果。
有两种凝固原则：顺序凝固原则或同时凝固原则。
1）顺序凝固(progressive solidification)的原则：
采取各种措施，使铸件上从远离冒口或浇口的部分到冒口或 浇口之间建立一个逐渐递增的温度梯度。这样就可使远离冒口 的薄的部分先凝固，然后按顺序地向着冒口或浇口的方向凝固， 以实现铸件厚实部分补缩细薄部分，而冒口又最后补缩厚实部 分，从而将缩孔移入冒口中，最终获得致密而健全的铸件。
纯金属、共晶成分或窄 结晶温度范围的合金通常 表现为逐层凝固，所以工 艺上一般都采用顺序凝固 的原则，以提高铸件的致 密性。
顺序凝固和前面提到的逐层凝固是两个不同的概念。 逐层凝固是指铸件某一截面上的凝固顺序，即铸件表面 层先凝固，然后逐渐向铸件中心长厚，铸件截面中心最 后凝固，因此，逐层凝固的合金，其截面中心保持液态 的时间长，冒口的补缩通道很晚仍保持畅通，能较充分 地发挥其补缩效果，也有利于实现铸件的顺序凝固。